弹性油藏中多相渗流的流-固-热耦合数学模型

基于对油藏中三大物理场（流体力场，固体力场及温度场）的系统分析，综合运用渗流力学，岩石力学，热力学理论，建立了一个全新的油藏渗流的流－固热耦合模型，该模型假设岩石骨架是可变形的，油藏内热量按热力学定律自由传递，孔隙流体压力和热应力会导致岩石骨架的变形；反之，岩石骨架的变形又会导致储渗特性和孔隙流体压力的改变，还会导致温度场的改变。建立了安全耦合的流体渗流方程、岩石变形方程和温度场方程，三者之间互含耦合项，互不独立，只能联立求解。给出了模型的数值求解思路。该文所建立的模型实现了油藏中渗流、变形，变温三者间真正意义上的耦合，较之已有的油藏渗流模型更能反映油藏的实际，是对油藏传统渗流理论和流固耦合力学理论的发展，能广泛运用于石油工程许多领域，该模型同时也为编制流－固－耦合应用软件提供了理论依据。     

变温条件下弹塑性油藏中多相渗流的流固耦合数学模型与数值模拟

传统的多相渗流数学模型和数值模拟没有考虑流体渗流与岩石变形之间相互作用,然而生产实践表明,基于这种简化和近似来描述流体渗流是不准确的。为了准确模拟油气藏中流体流动,必须将经典的渗流力学、岩石力学、热力学结合起来,全面考虑流体渗流、岩石变形、温度场变化之间的耦合过程,建立耦合模型。     

流-固全耦合新模型研究

在油藏开采过程中,储层岩石体变形与流体的流动是相互耦合作用的,并且流体渗流时的压力、饱和度也是不断变化的。假设岩石体变形为弹性小变形,建立其变形方程。由达西定律,考虑油、水两相流体耦合渗流时的饱和度变化,经过推导变换,得到了油、水两相流体的耦合渗流方程,从而得到了以岩石质点位移、流体压力和流体饱和度为未知量的流-固耦合数学模型,并给出了求解数学模型所需的定解条件。新模型拓宽了以前以岩石质点和流体压力为未知量的流-固耦合数学模型,实现了岩石变形和流体渗流的真正意义上的耦合,丰富了流-固耦合理论,为考虑流-固耦合影响下的油藏数值模拟奠定了理论基础。     

低渗透油藏渗流场与应力场耦合规律研究

基于岩石力学、渗流力学、地质力学、计算力学以及流-固耦合渗流的基本理论,考虑低渗透油藏渗流时的启动压力梯度和低渗透储层的流-固耦合特征,建立了低渗透油藏渗流场和应力场耦合的数学模型和数值模型。采用有限差分与有限元相结合的耦合数值计算方法进行了程序设计,研究了低渗透油藏渗流场和应力场的耦合规律。通过数值模拟方法对单井枯竭式开采过程中应力-应变随时间和空间的变化规律、岩石物性参数动态变化规律及开发指标变化规律进行了研究,并和刚性模型的计算结果进行了分析比较。可以看出,低渗透油藏的流-固耦合效应非常明显。     

流固耦合作用下注水井井壁稳定性研究

注水开发油田在生产过程中，渗流场会对油藏地应力场产生影响，在井壁附近产生应力集中。研究了注水过程中流固耦合作用下套管损坏的力学机理，在传统的Biot 方程的基础上，考虑介质渗透性能随应力的变化，建立了注采过程中流体渗流与固体弹塑性变形的非线性耦合数学模型，采用全耦合的有限元法对所建立的模型进行求解。通过对大庆油田南二区某注水井注水开发过程的数值模拟，分析了注水对储层孔隙压力、井壁围岩应力场和变形场的影响，并对比了不同注采情况下储层孔隙压力和井壁应力随时间的变化关系。研究表明，油藏注水开采过程中，油藏流固耦合作用对地层特别是井壁附近围岩的应力和变形影响很大。研究结果为合理建立油藏注水开发的流固耦合计算模型，合理控制注采压差，预防和减少该地区地层变形、套管损坏等提供了依据。     

流固耦合渗流数学模型及物性参数模型研究

在变形多孔介质油藏中,油气开采导致地层压力下降,从而引起多孔介质储层变形和储层物性参数变化,直接影响储层流体的渗流.应用渗流力学及岩土力学原理,在前人工作的基础上,引入储层岩石骨架变形和流体渗流的启动压力,建立了多相流体渗流的流固耦合渗流数学模型,理论上推导出了储层岩石变形数学模型、储层物性参数数学模型,实现了真正意义上的流固全耦合,为流固耦合数值模拟奠定了基础.     

煤层气两相流阶段的热流固耦合渗流数学模型

我国煤层气资源相当丰富，如何有效地开发是当今面临的一个难题。由于煤岩的特殊性，煤层气在煤层中赋存的状态和流动机理与常规砂岩储层中不同，其开采过程是一个流体渗流、多孔介质弹塑性变形与温度场耦合作用极强的过程。考虑煤层气渗流场、温度场、变形场耦合关系，根据多相流体达西渗流定律、质量守恒定律、多孔介质弹塑性理论、有效应力原理、传热学理论建立了煤层气的气、水两相流阶段渗流方程、变形方程及温度场方程，给出了数值求解渗流方程的定解条件，从而得到煤层气在气、水两相流阶段热流固渗流数学模型，为改进和完善煤层气开采方法、技术提供了理论依据。     

基于FEPG的多场耦合渗流数值模拟方法

针对泥页岩孔隙内多场耦合作用下的渗流问题进行了系统研究。在Biot理论的基础上,建立了泥页岩孔隙内流体流-固-化耦合作用下的渗流计算模型;介绍了多场耦合作用下泥页岩孔隙内流体渗流的实验室模拟方法,给出了实验结果;在建立渗流计算模型的基础上,探索了利用FEPG方法对泥页岩孔隙内多场耦合作用下的渗流规律进行有限元数值模拟的方法;通过实验模拟和数值模拟两种手段对模型进行了验证。通过数值模拟结果与实验结果的对比可知,数值模拟的准确性非常好,从而验证了模型的正确性。模型深化了对泥页岩孔隙内多场耦合作用下渗流规律的认识,模型简单实用,参数易获取,且具有一定的工程实用价值。     

高频电磁波加热采油过程的数值模拟

高频电磁波采油工艺复杂,经济风险大,通过各种模拟方法认识油藏内流体运动的规律具有重要意义。利用数值模拟方法,通过将电磁场、温度场与渗流场进行耦合,对平面一维径向系统中的高频电磁波加热采油机理、影响因素及温度场、压力场与流体饱和度场的分布进行研究,同时,将其与物理模拟及解析计算结果进行对比验证,为高频电磁波加热采油提供理论依据。     

蒸汽热采中考虑温度场影响的流体渗流动力学模型

蒸汽热采是一个典型的非等温过程,正确模拟地层温度场是很有必要的,以前都没有考虑温度场对达西渗流的影响.根据多孔介质渗流力学和热力学理论,分析了地层流体的运移与温度变化之间相互作用的机理,建立了温度场和渗流场的双场耦合连续介质数学模型,并探讨了各场的边界条件及求解方法,为更准确模拟蒸汽热采各流体的空间分布规律提供了理论依...     

轻烃地球化学场的形成和特征

轻烃地球化学场是油气藏地球化学场的一种表现形式,由场源和场作用构成。场源是轻烃进行运移的物质基础,场作用则是轻烃与环境介质的各种反应,主要受地层水溶解度和围岩性质的影响。轻烃在运移过程中具有动态平衡和分异效应的特点,其运移方向取决于运移通道和运移阻力的对比。因此,在进行地球化学勘探时,不仅要考虑场源的性质,而且更应注意轻烃的赋存状态、组成及含量,在时空上进行综合分析。     

辽河盆地大民屯凹陷流体动力场特征

辽河盆地大民屯凹陷的地下流体动力场特征表明该区古地温梯度大于今地温梯度,泥岩压实可划分为正常压实-常压型、单段欠压实-弱超压型和双段欠压实-强超压型3大类;现今剖面压力系统由浅部正常压力.中部弱超压和深部强超压3部分组成,断裂系统、不整合面和相互连通的孔隙系统及底辟构造组成了凹陷内流体纵、横向输导的复杂网络系统;古压力场演化经历超压原始积累和释放2大阶段,断层对压力的演化与分布起重要的控制作用;流体势在剖面上呈"双层"式结构,洼陷为供流区,斜坡带为主要泄流场所.     

The effective seismic attributes in porosity prediction for different rock types: Some implications from four case studies

The present study evaluates the performance of PNN models for porosity prediction using seismic attributes. Four seismic datasets and more than 20 wells from different sedimentary basins located in Libya, Iraq, Egypt and USA are employed to characterize the effective attributes for porosity prediction. Verification and testing error analysis is adopted for evaluating the prediction performance. Results indicated that the porosity prediction models are primarily dependent to the propagation related attributes with frequency attributes as the most effective parameters in porosity prediction. In addition, the data quality and processing history strongly control the prediction model performance with relatively limited effects to dataset dimensionality (2D versus 3D) and the number of wells utilized in model construction. Such results are important to better understand and evaluate the performance of PNN porosity prediction models using various seismic attributes.     

国际地磁参考场及其计算

国际地磁参考场是正常地磁场的一种表达模式,简称IGRF,它可用于地球物理勘探、航海、国防等领域。本文列出了1990－1995的球谐系数并详细叙述了计算的公式、步骤与技术。     

盆地油气成藏动力学初探——21世纪油气地质勘探新理论探索

根据国内外油气地质理论的进展状况,为了促进21世纪油气勘探,在阐明盆地油气成藏动力学概念及内涵后,建议在盆地区域地质背景、盆地地球动力学研究、盆地“三场”定性定量分析的基础上,以地质实体油气系统为主要单元,辅以油气藏形成的时空分析,用系统论的观点、方法指导油气藏形成过程的详细剖析,力求做到静动结合、时空结合、今古结合,总结盆地油气成藏模式及有利部位,为编制钻探部署方案提供依据。上述全部内容定能藉助实验室物理模拟和计算机数值模拟来实现。     

萨曼杰佩气田腐蚀防护技术探讨

萨曼杰佩气田H2S和CO2的含量均较高,为了解决由此带来的腐蚀问题,保证气田顺利开发,在对俄罗斯奥伦堡凝析气田的腐蚀防护技术进行调研的基础上,对其采用的金属材料和缓蚀剂的防腐效果进行了全面的总结,同时提出了萨曼杰佩气田在防腐方面应该注意的问题。     

准东白家海-五彩湾地区成藏动力学系统

准噶尔盆地东部白家海－五彩湾地区具有多源、多期次成藏的特点。从地质构造背景出发，分析研究区油气成藏动力学系统形成的基本;地温场、压力场、流体势及流体化学性质综合分析，探讨了这些要素与生排烃、油气运移、聚集等之间的关系，从时间和空间上恢复油气成藏的地质过程。通过对研究区油气成藏静态要素和动态要素分析，提出白家海－五彩湾地区油气成藏流体动力学系统划分方案，将该系统划分为白家 海凸起它源开放型油气成藏动力学系统和五彩湾凹陷自源半封闭型成藏动力学系统。油气成藏动力学系统的划分为今后该区的勘探提供了新思路，在白家海凸起以寻找多向充注型油气藏为主，在五彩湾凹陷以寻找自生自储型油气藏为主。     

中国海域地球磁场模式

中国海域地球磁场模式为舰船消磁而建,由国际地磁参考场与网格节点描述的地壳场迭合形成.文中介绍了模式的建立途径,地核场、地壳场、消磁用地球磁场的求取,最后介绍了查询检索系统的建立与使用方法.     

乙烯裂解炉内传递和反应过程综合数值模拟Ⅱ.反应管内传递和反应过程的数值模拟

采用乙烯裂解炉传递反应过程综合数学模型中的反应管数学模型，对工业裂解炉反应管进行了系统的数值模拟，得到了反应管内流场、温度场和浓度场的详细信息，揭示了反应管内流动、传热、传质和裂解反应的基本特点。模拟结果表明，沿反应管轴向油气吸热升温，裂解反应加剧，产物产率逐渐发生变化；沿反应管径向存在明显的流体流速和温度的变化，而产物产率的变化不如流体流速和温度的变化明显。通过比较湍流粘度和分子粘度的大小，认为29．975～30mm的径向区域为层流层，层流层的存在使得临近管壁的区域内流体流速和温度变化显著。     

酸性气田井喷点火有效空间范围数字模拟

在井喷酸性天然气形成射流的可燃空间范围内进行主动点火是控制酸性气田井喷事故危害范围与危害程度的有效方法。对含CO₂、H₂S的天然气井喷情况进行了理论分析,建立了与实际情况接近的几何模型,采用CFD模拟的方法,对不同压力、不同风速、不同酸性气体含量的井喷情况进行了模拟研究,获得了射流速度场、浓度场,得到了不同情况下的有效点火空间范围。